【手続補正書】
【提出日】平成18年3月8日(2006.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  加湿用シート及び加湿エレメント
【特許請求の範囲】
【請求項１】  加湿用水を吸収、保持しうる加湿用水保持層の両面に、水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設けた加湿用シートにおいて、該加湿用水保持層が、表地組織と裏地組織とこれらを層全面にわたって一定間隔に保って連結する連結糸とから構成され、かつ疎水性材料からなる三次元構造布帛からなることを特徴とする加湿用シート。
【請求項２】  該三次元構造布帛は、親水処理を施したものであることを特徴とする請求項１に記載の加湿用シート。
【請求項３】  該三次元構造布帛は、ウレタン樹脂系親水処理剤で親水処理が施されていることを特徴とする請求項２に記載の加湿用シート。
【請求項４】  該三次元構造布帛は、フッ素樹脂系親水処理剤で親水処理が施されていることを特徴とする請求項２に記載の加湿用シート。
【請求項５】  該三次元構造布帛は、水に対する接触角が９１〜１２０°であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の加湿用シート。
【請求項６】  該透湿膜が、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンを構成材料とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の加湿用シート。
【請求項７】  請求項１〜６のいずれかの加湿用シートに貫通孔が形成されるとともに該貫通孔の側壁が注水口をなし、かつ該加湿用シートの周縁部は、少なくとも水を透過しないように閉じられていることを特徴とする加湿エレメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加湿用シート及びそれを利用した加湿エレメントの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
疎水性高分子の多孔質シートを用いた透湿膜式加湿器が知られている。これは、図１に示すように、水の通過を阻止し、水蒸気の通過を許容する疎水性高分子多孔質膜４１に補強材４２を積層したシートを用いて袋帯状の中空構造体４３を加湿用部材として用いて構成したものである。中空構造体４３の内部には水の流路を確保するためのスペーサ４４を配置し、図２に示すように、通風路を確保するためのセパレータ４５とともに渦巻状に巻き上げ、取付枠４６に収納される。このように構成された加湿器を運転するには、注水口４７より加湿用水を袋帯状の中空構造体４３の内部に供給し、取付枠４６の開口部へと空気を送る。これにより、中空構造体４３の内部の水は、疎水性高分子多孔質膜４１を介して水蒸気として外部へ放出され、加湿が行われる（特開昭６０−１７１３３７号公報、特開昭６１−２５０４２９号公報等）。
【０００３】
ところが、このタイプの加湿器は、前記袋帯状の中空構造体の内部に給水されると、中空構造体が膨張して空気の通路を狭くするために、加湿効率が低下したり、空気の圧力損失が増大したりする。また、内部水圧によるシートの破壊を防ぐために、補強材が不可欠であった。
【０００４】
このような問題点を解決するため、本出願人は、特開平８−１００９３５号公報において、加湿用水を吸収、保持しうる加湿用水保持層（水吸収層）の両面に、水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設けた加湿用シート及びそのシートを用いた加湿エレメントを提案した。この場合、水吸収層としては（ｉ）不織布、（ｉｉ）織布、（ｉｉｉ）編布、（ｉｖ）発泡性材料、（ｖ）多孔性焼結体が使用される。このような加湿用シートを加湿器に適用した場合、加湿用水を供給してもシートの膨れが生じないため、通風路が狭くなって加湿効率が低下したり、加湿する空気の圧力損失が増大したりすることがなく、また補強材を使用しないで加湿器を構成することも可能になる。
【０００５】
本出願人が提案した加湿用シート及び加湿エレメントは上記のように優れた効果を得るものであったが、かなりの長期間にわたって使用すると、加湿用水中の異物や、不純物（赤錆、水苔など）によって、加湿用水保持層が目詰まりを起こしたり、閉塞されてしまうことがあった。また、水蒸気の放出に伴い、加湿用水中の溶融物質（カルシウムなど）が濃縮され、透湿膜に沈着して、目詰まりを起こしたり、閉塞を引き起こすことがあった。加湿器の使用における長期安定性を確保するためには、さらにこれらの問題を解決することが望まれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、給水後も膨れが生じず、補強材を不要とし、さらに目詰まり、閉塞が効果的に防止され、長期安定性にすぐれた加湿用シート及びそのシートを用いた加湿エレメントを提供することをその課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記課題を解決するため、加湿用水を吸収、保持しうる加湿用水保持層の両面に、水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設けた加湿用シートにおいて、該加湿用水保持層が、表地組織と裏地組織とこれらを層全面にわたって一定間隔に保って連結する連結糸とから構成され、かつ疎水性材料からなる三次元構造布帛からなることを特徴とする加湿用シートが提供される。該三次元構造布帛は、親水処理を施したものであることが望ましい。また、本発明によれば、上記構成の加湿用シートに貫通孔が形成されるとともに該貫通孔の側壁が注水口をなし、かつ該加湿用シートの周縁部は、少なくとも水を透過しないように閉じられていることを特徴とする加湿エレメントが提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の加湿用シートについて詳細に説明する。図３は本発明による加湿用シートの基本的構成を模式的に示す断面図で、この加湿用シートは、加湿用水を吸収、保持しうる加湿用水保持層１の両面に、水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜２Ａ、２Ｂを設けた構成にするとともに、該加湿用水保持層１として、疎水性材料からなる三次元構造布帛を用いたことを特徴とするものである。
【０００９】
加湿用水保持層１は、加湿用水を吸収、保持しうる材料で構成される必要があり、本発明では、疎水性材料からなる三次元構造布帛が使用される。三次元構造布帛は、編布の特殊な形態のものであり、表地組織と裏地組織とこれらを層全面にわたって一定間隔に保って連結する連結糸とから構成されるものである。加湿用水保持層１に三次元構造布帛を用いると、注水された低圧力の水が加湿用シート内部の各部分に短時間で移動可能であり、加湿用水中の異物や不純物（赤錆、水苔など）によって水通路が容易に目詰まりしない利点がある。
ところで、三次元構造布帛は、通常、撥水性のフィラメントを三次元に編んで作製されているため、そのまま加湿用水保持層１に用いると、加湿用水中に含まれる異物や不純物がほとんどすべて透湿膜２Ａ、２Ｂの内側面に付着する。その結果、付着部分において透湿膜２Ａ、２Ｂの膜面まで加湿用水が行かなくなり、その部分の膜からの加湿がなくなり、加湿性能が低下してしまう。また、本発明者らの研究によると、三次元構造布帛自体が親水性のもの、例えばアクリル系樹脂からなる三次元構造布帛を使用し、これに加湿用水を吸収、保持させた場合、形状保持性が失われ、加湿用水保持機能が不十分なものであることがわかった。そこで本発明の好ましい態様では、三次元構造布帛として、疎水性材料に親水処理を施したものを用いることで、形状保持性を維持しつつ、本来膜表面に付着する異物や不純物を三次元構造布帛の方に付着させ、透湿膜２Ａ、２Ｂに付着する量を大幅に低減させる。これにより、上記に記載した三次元構造布帛の利点に加えて、透湿膜２Ａ、２Ｂに異物や不純物が付着することによる加湿効率の低下も阻止できる。
【００１０】
本発明で用いる三次元構造布帛において、表地組織と裏地組織は、合成繊維のモノフィラメントを用いて編成される。このような合成繊維としてはポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等を使用することができる。表地組織及び裏地組織の編成形態は円織り、平織り等とすることができる。表地組織と裏地組織に使用するモノフィラメントの種類は同じでも異なっていてもよく、また編成形態も同じでも異なっていてもよい。表地組織及び裏地組織に使用するモノフィラメントの直径は０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．２〜０．３ｍｍである。表地組織と裏地組織を連結する連結糸は、これら組織に用いる合成繊維のモノフィラメントと同じであっても異なっていてもよい。連結糸に使用するモノフィラメントの直径は０．０４〜１ｍｍ、好ましくは０．０５〜０．０６ｍｍである。本発明で用いる三次元構造布帛の厚さは１〜５ｍｍ、好ましくは１〜１．５ｍｍであり、下記式で示す空隙指数Ｋは５０〜９０、好ましくは８５〜９０である。
Ｋ＝１−Ｗ／ＣＴ
ただし、Ｗは三次元構造布帛の目付（ｇ／ｍ2）、Ｃはモノフィラメントの平均密度（ｇ／ｃｍ3）、Ｔは三次元構造布帛の体積（ｃｍ3／ｍ2）である。
【００１１】
本発明で用いる三次元構造布帛においては、疎水性材料が使用される。そして好ましくは、これに親水処理を施すことにより、その有する表面エネルギーが制御される。本発明でいう疎水性材料とは、水に対する接触角が９１〜１２０°、より好ましくは９５〜１１０°である。疎水性材料の水に対する接触角が、上記範囲より小さいと、加湿用水を吸収、保持させた場合、形状安定性が失われて、加湿用水保持層の役割を果たせなくなり、上記範囲より大きいと、透湿膜との接着が困難となる。本発明において、疎水性材料に親水処理を施すには、上記のような疎水性材料により作られた三次元構造布帛に親水処理を施すか、或いは親水処理を施したモノフィラメントを用いて三次元構造布帛を作るか、いずれかとすることができる。親水処理の方法としては、プラズマ処理による方法、界面活性剤を用いる方法等、公知の方法を採用することができるが、特に、ウレタン樹脂系の親水処理剤又はフッ素樹脂系の親水処理剤を使用する方法が好ましい。このような親水処理剤を用いて親水処理を行うと、素材の表面にこれらの被膜が形成され、加湿用水保持層の形状保持性を維持したまま、その表面エネルギーを増大させることができる。ウレタン樹脂系の親水処理剤としては、水不溶性で親水性のものであれば使用可能であるが、とりわけ、その樹脂の有する水に対する接触角が０〜５０°、好ましくは０〜３０°のものを使用することができる。このようなウレタン樹脂系の親水処理剤としては、例えば、日華化学社製のポリゾール、カヒゾール０５等が好ましく用いられる。フッ素樹脂系の親水処理剤としては、同様に、水不溶性で親水性のもので、その樹脂の有する水に対する接触角が０〜５０°、好ましくは０〜３０°のものを使用することができる。このようなフッ素樹脂系の親水処理剤としては、例えば、特公平７−７４２９０号公報に記載されている、含フッ素モノマーとフッ素を含まない親水基含有モノマーとの親水性コポリマーを好ましく用いることができる。前記含フッ素モノマーの具体例としては、例えばテトラフルオロエチレン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、モノクロロトリフルオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン等が挙げられる。また、前記フッ素を含まないモノマーの具体例としては、例えばビニルアルコール、アクリル酸、メタクリル酸のような不飽和カルボン酸の他、アクリル酸やメタクリル酸のアルキレンオキシド付加体等が挙げられる。このような親水処理剤の三次元構造布帛に対する付着量は、０．０１〜０．１ｇ／ｍ2程度が好ましい。また、三次元構造布帛を構成するモノフィラメントを被覆する親水処理剤の厚さとして見た場合、５〜３０μｍ程度が好ましい。本発明で使用される親水処理が施された三次元構造布帛は、水に対する接触角が０〜５０°、好ましくは０〜３０°である。三次元構造布帛の水に対する接触角が上記範囲より大きいと三次元構造布帛への異物や不純物の付着が少なくなり、加湿膜内面に多く付着し、加湿性能が早く低下する。
【００１２】
透湿膜２Ａ、２Ｂは、水蒸気透過性で水不透過性であることが必要で、加湿用水保持層１に吸収、保持された加湿用水の漏出を防ぎ、加湿用水を水蒸気として外部に放出させ、供給される空気を加湿するものであればよく、適宜の材料が使用可能であるが、（ａ）無孔質透湿性樹脂膜、（ｂ）疎水性多孔質膜、（ｃ）高分子多孔質膜に無孔質透湿性樹脂を含浸させたもの、（ｄ）高分子多孔質膜に無孔質透湿性樹脂膜を積層したもの、（ｅ）高分子多孔質膜に無孔質透湿性樹脂を含浸させるとともに、無孔質透湿性樹脂膜を積層したもの、（ｆ）高分子多孔質膜の多孔質体骨格表面を撥水性及び撥油性を有する有機ポリマーで被覆しかつ連続孔を残したものの使用が特に好ましい。透湿膜２Ａ、２Ｂの透湿度は、これらを加湿用水保持層１の両側に積層して構成される加湿用シートの透湿度が１万〜１５万ｇ／ｍ2・ｄａｙ、好ましくは３万〜１０万ｇ／ｍ2・ｄａｙとなるような値であることが望ましい。
【００１３】
上記（ａ）の無孔質透湿性樹脂膜には、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、アミノ基等の親水性基を持つ高分子材料であって、水膨潤性でかつ水不溶性のものが好ましく用いられる。具体的には、少なくとも一部が架橋されたポリビニルアルコール、酢酸セルロース、硝酸セルロース等の親水性ポリマーや、ポリアミノ酸、ポリウレタン樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂等を例示することができるが、耐熱性、耐薬品性、加工性、透湿度等を考慮に入れるとポリウレタン樹脂、フッ素系透湿性樹脂の使用が特に好ましい。
【００１４】
ポリウレタン樹脂としては、無孔質の親水性ポリウレタン系樹脂が好ましく用いられる。この無孔質の親水性ポリウレタン系樹脂は、通常親水性の高いポリオールとポリイソシアネート化合物を主原料として反応させて得られる。親水性の高いポリオールとしては、例えばポリオキシエチレングリコールを用いることができるが、透湿性の向上、硬化速度の向上等を目的としてポリオキシアルキレンポリオールの使用も有効であり、またジオール類を併用することもできる。この反応により得られたイソシアネート基含有プレポリマーは、このプレポリマーの硬化剤との組み合わせにより二液型の組成物として用いることができる。硬化剤としては、ジオールやジアミンが用いられる。また、硬化剤を含まない一液型の組成物として、空気中の水分などにより硬化させるようにしてもよい。あるいは、二液型組成物と一液型組成物を併用することもできる。
【００１５】
フッ素系透湿性樹脂としては、スルホン酸系パーフルオロイオン交換樹脂、特開平４−１３９２３７号公報に開示されている含フッ素モノマーと親水基含有モノマーとのコポリマー等の使用が望ましい。
【００１６】
無孔質透湿性樹脂層の厚さは、通常３〜４００μｍ、好ましくは５〜３０μｍである。無孔質透湿性樹脂層の厚さが厚すぎると水蒸気透過量の低下をもたらし、加湿能力が不十分となる。従って、無孔質透湿性樹脂層で必要とされる機械的強度、耐用性を満足させる範囲で極力薄い方が好ましい。
【００１７】
上記（ｂ）の疎水性多孔質膜としては、合成樹脂より得られる公知の疎水性の連続多孔質体、例えばポリオレフィン樹脂系の多孔質体、フッ素樹脂系の多孔質体等が使用可能である。ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂の連続多孔質体を用いる場合は、フッ素系撥水剤、シリコーン系撥水剤等により撥水処理を付与することができる。フッ素樹脂系多孔質体としては、ポリテトラフルオロエチン、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン等の多孔質体が使用できるが、なかでもポリテトラフルオロエチレンを延伸処理して得られる多孔質体は、耐薬品性、耐熱性、耐圧性に優れ特に好ましく使用される。
【００１８】
疎水性多孔質膜の平均孔径は、０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．１〜１μｍである。疎水性多孔質膜の平均孔径が０．０１μｍより小さいと膜製造上の困難さがあり、逆に１０μｍを超えると不純物、異物が付着しやすくなって好ましくない。疎水性多孔質膜の空孔率は、５０〜９８％、好ましくは６０〜９５％である。疎水性多孔質膜の空孔率が５０％より小さいと水蒸気の透過量が少なくなって、加湿量が不十分になり、逆に９８％を超えると膜の強度が低下してしまう。また、疎水性多孔質膜の厚みは、５〜３００μｍ、好ましくは３０〜６０μｍが適当である。疎水性多孔質膜の厚さが５μｍより薄いと製造時の取扱い性に問題が生じ、３００μｍを超えると水蒸気の透過効率が低下し十分な加湿量がとれない。
【００１９】
上記（ｃ）の高分子多孔質膜に無孔質透湿性樹脂を含浸させたものにおいて、高分子多孔質膜としては、耐熱性、耐腐食性を有するものが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂の多孔質体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル等の多孔質体、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂の多孔質体等が使用できるが、なかでもポリテトラフルオロエチレンを延伸処理して得られる多孔質体は、耐熱性、耐薬品性に優れ好ましい。なお、ここで用いる高分子多孔質膜は疎水性でなくてもよい。
【００２０】
高分子多孔質膜の平均孔径は、０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．１〜１μｍである。この孔径が大きすぎると、特に透湿性樹脂を含浸により複合化する場合に薄層化が困難になる。高分子多孔質膜の空孔率は、５〜９５％、好ましくは８０〜９５％である。空孔率が小さすぎると水蒸発層の水蒸気透過量が減少し、また大きすぎると多孔質膜の強度が低下する。また、高分子多孔質膜の厚みは、５〜１０００μｍが好ましく、あまり薄いものでは透湿性樹脂を含浸させるための基体として十分ではない。
【００２１】
高分子多孔質膜に含浸させる無孔質透湿性樹脂としては、上記（ａ）の無孔質透湿性樹脂膜に使用される材料と同様のものを用いることができる。
【００２２】
高分子多孔質膜に無孔質透湿性樹脂を含浸させる場合、高分子多孔質膜の厚さ方向の全部にわたって含浸させてもよいし、その一部において含浸させてもよい。無孔質透湿性樹脂を含浸させた部分の厚みは、１〜３０μｍ、好ましくは５〜１５μｍである。この部分の厚みが厚すぎると水蒸気透過量の低下をもたらし、加湿能力が不十分となり、薄すぎるとピンホールが無く均一に製膜を行うことが困難となる。
【００２３】
多孔質高分子膜に無孔質透湿性樹脂を含浸させる方法としては、例えば以下のような方法を用いることができる。無孔質透湿性樹脂がポリウレタン系樹脂の場合には、ポリオールとポリイソシアネートの２成分を混合し硬化反応が終了する前の流動性がある状態で塗布した後、加熱硬化させる方法を用いることができる。無孔質透湿性樹脂がフッ素系樹脂の場合には、アルコール、ケトン、エステル、アミドあるいは炭化水素のような有機溶媒中に溶解させた溶液を塗布した後、脱溶剤する方法が挙げられる。無孔質透湿性樹脂がシリコーン樹脂の場合には、トルエン等の有機溶媒中に溶解させ、その溶液を塗布した後、脱溶媒する方法が挙げられる。上記において、塗布の具体的方法としては、グラビアロール、リバースロール、ドクターロール、キスロール等を用いた方法やディッピング法等が挙げられる。
【００２４】
上記（ｃ）においては、高分子多孔質膜に無孔質透湿性樹脂を含浸させたものを挙げたが、上記（ｄ）のように、高分子多孔質膜に無孔質透湿性樹脂膜を積層したものも使用可能である。この場合、高分子多孔質膜としては上記（ｃ）において使用される材料と同様な材料を同様にして用いることができる。また、無孔質透湿性樹脂膜にも上記（ｃ）において使用される材料と同様な材料を用いることができる。無孔質透湿性樹脂膜の厚みは、５００μｍ以下、好ましくは１〜１００μｍである。この部分の厚みが厚すぎると水蒸気透過量の低下をもたらし、加湿能力が不十分となり、薄すぎるとピンホールが無く均一に製膜を行うことが困難となる。高分子多孔質膜に無孔質透湿性樹脂膜を積層する方法としては、例えば、グラビアロールを用いて、接着剤を転写しラミネートする方法、熱融着法等を用いることができる。
【００２５】
また、透湿膜２Ａ、２Ｂとしては、上記（ｅ）のように、高分子多孔質膜に無孔質透湿性樹脂膜を含浸させるとともに、無孔質透湿性樹脂膜を積層させたものも使用可能である。
【００２６】
上記（ｆ）の高分子多孔質膜の多孔質体骨格表面を撥水性及び撥油性を有する有機ポリマーで被覆しかつ連続孔を残したものにおいて、高分子多孔質膜としては、上記（ｃ）と同様のものを用いることができる。この場合、多孔質体骨格表面を被覆する有機ポリマーは、撥水性及び撥油性を有する有機ポリマーであれば特に限定されないが、例えば、フッ素化有機側鎖を繰り返し現れるペンダント基として有するポリマーを好適に用いることができる。
【００２７】
このようなポリマー及びそれを多孔質高分子膜に複合化する方法の詳細についてはＷＯ  ９４／２２９２８号公報、ＷＯ  ９５／３４５８３号公報などに開示されており、その一例を下記に示す。
【００２８】
【化１】
2000274754.tif 000001
【００２９】
（式中、ｎは３〜１３の整数、ＲはＨまたはＣＨ3である）で表わされるフルオロアルキルアクリレート及びフルオロアルキルメタクリレートを重合して得られるポリマー（フッ素化アルキル部分は６〜１６の炭素原子を有することが好ましい。）の水性マイクロエマルジョン（平均粒径０．０１〜０．５μｍ）をフッ素化界面活性剤（例、アンモニウムペルフルオロオクタノエート）を用いて形成し、それを多孔質高分子膜に適用し、加熱すると水とフッ素化界面活性剤が除去されるとともに、フッ素化ポリマーが溶融して多孔質基材の骨格を被覆し、かつ連続孔を維持した、目的の撥水性・撥油性多孔質膜が得られる。また、前記有機ポリマーとして、テトラフルオロエチレンと、アクリレート、メタクリレート、スチレン、アクリロニトリル、ビニル、アリル或いはアルケン等のモノマーとの二元又は三元以上のコポリマー、例えばフルオロアクリレート／テトラフルオロエチレン共重合体、フルオロアクリレート／ヘキサフルオロプロピレン／テトラフルオロエチレン共重合体も好ましく使用される。このようなコポリマーは耐汚染性、耐熱性、耐薬品性の点で優れ、かつ多孔質体骨格表面と強固に密着、結合するので好ましい。また、他の有機ポリマーとして、「ＡＦポリマー」（デュポン社の商品名）、「サイトップ」（旭硝子社の商品名）なども使用できる。これらの有機ポリマーを高分子多孔質膜の多孔質体骨格表面に被覆するには、例えば「フロリナート」（３Ｍ社の商品名）などの不活性溶剤にこれらのポリマーを溶解させ、高分子多孔質膜に含浸させた後、溶剤を蒸発除去する等の方法で行う。
【００３０】
本発明による加湿用シートにおいて、加湿用水保持層１と透湿膜２Ａ、２Ｂは積層により三層一体化される。ここで加湿用水保持層１と透湿膜２Ａ、２Ｂとの積層は、公知の方法で行うことができる。例えば、加湿用水保持層材料である親水処理を施した三次元構造布帛にグラビアパターンを施したロールでウレタン系接着剤を塗布し、その上に透湿膜を合わせてロールで圧着する。この工程を加湿用水保持層の上下面に連続して行う。この場合、接着剤を透湿膜面に塗布し、これを加湿用水保持層に圧着してもよい。加湿用水保持層と透湿膜の接着面積は、水蒸気の透過面積を減少させない意味でできるだけ少ない方がよい。
【００３１】
加湿用水保持層の両面に積層される透湿膜には、必ずしも同じ材料を用いる必要はない。即ち、例えば、加湿用水保持層の片面には無孔質透湿性樹脂からなる透湿膜を設け、他の面には疎水性多孔質膜からなる透湿膜を設けることもできる。同様に、本発明で用いることができる透湿膜を適宜組み合わせて本発明の加湿用シートを得ることができる。
【００３２】
本発明による加湿用シートは、加湿用水保持層と透湿膜が一体的に積層された三層一体構造となっているため、従来の中空状の加湿用膜材と比較して、強度的にも改善されたものとなっており、透湿膜の外側に織布、不織布、編布等の補強材を積層して内部水圧によるシートの破壊を防ぐといった必要はない。しかしながら、製造時における透湿膜の損傷を防止する等の意味でこれを設けることは一向に差し支えない。
【００３３】
本発明による加湿用シートによれば、上記のような構成を有するので、次のような利点がある。
（１）従来の袋帯状の中空構造体からなる透湿膜で構成された加湿用部材と異なり、加湿用水を供給しても、シートの膨れが生じず、従って、このシート又はこのシートから得られる加湿エレメントを用いて加湿器とした場合、従来のように通風路が狭くなって加湿効率が低下したり、加湿する空気の圧力損失が増大したりする不具合がなくなる。
（２）加湿用水保持層とその両面に設けられた透湿膜が一体の積層構造となっているため、従来の加湿器と比較して、このシート又はこのシートから得られる加湿エレメントを用いた加湿器は、単位容積当たりの加湿面積を増大させることができ、コンパクトな加湿器を得ることができる。
（３）膨れが生じず、一定の厚さを有する加湿用シートのため、品質の安定した加湿エレメント及び加湿器を製作することができる。
（４）上記したように一体の積層構造となっているため、従来の袋帯状の中空構造体からなる透湿膜で構成された加湿用部材と異なり、内部水圧によるシートの破壊を防ぐための補強材を必要とせず、簡素な構造の加湿器とすることができる。
（５）加湿用水保持層に三次元構造布帛を用いているため、注水された低圧力の水が加湿用シート内部の各部分に短時間で移動することができる上、加湿用水中の異物や不純物による加湿用水保持層の目詰まり、閉塞が起きない。また好ましい態様では、三次元構造布帛に親水処理を施しているため、加湿用水中の異物や不純物が透湿膜表面へ付着することも防止される。従って、長期安定性が向上する。
【００３４】
次に、本発明による加湿エレメントについて説明する。本発明の加湿エレメントは、上述した加湿用シートを適宜の形状に成形し、その周縁部を閉じたものからなる。図４は上記加湿用シートを用いて作製した加湿エレメントの基本的構成を模式的に示す断面図である。図中、４は閉じられた周縁部である。
【００３５】
本発明の加湿エレメントの形状は特定の形に限定されず、矩形、帯状、方形、円形等適宜の形状とすることができる。本発明の加湿エレメントにおいては、上述のように周縁部が閉じられるが、この閉じ方としては、熱融着又は接着剤により接合する方法等を用いることができる。熱融着により行う場合は、例えば、温度１９５℃、圧力３ｋｇ／ｃｍ2、速度１ｍ／分の条件で熱ロールを用いてシートの中間部に位置する加湿用水保持層材料を溶かして行うことができる。あるいは金型を用いて、例えば温度３００℃、圧力３ｋｇ／ｃｍ2、時間５秒の条件で熱融着することもできる。
【００３６】
ここで本発明の加湿エレメントの一例を図５に平面図で示す。また、図５のＡ−Ａ線断面図を図６に示す。この例の加湿エレメント１１は形状が矩形であり、その周縁部分１１’が融着されている。加湿エレメント１１の適所に注水のための貫通孔１２が形成されており、該貫通孔１２の側壁１３が注水口となっている。図中１４は三次元構造布帛、１５Ａ、１５Ｂは透湿膜を示す。
【００３７】
本発明の加湿エレメントは、種々の形態で加湿器に用いることができる。その例を挙げると、加湿エレメントを複数個準備し、加湿エレメント間にスペーサを介在させ、適当な個数だけ平行に配置し、加湿ユニットとする。この場合、図７に示すように、加湿エレメント２１とスペーサ２２を適当な部位（図の例ではクロスハッチングした部分）で接着接合したものを一組として、これを複数組平行配置するようにしてもよい。図７の（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は（ｃ）におけるＡ部の拡大図である。なお、スペーサ２２は本例では波板状としたがその他の形態であってもかまわない。また、図中２３は加湿エレメント２１とスペーサ２２の貫通孔を示す。
【００３８】
図８に上記の加湿ユニットを用いた加湿器の構成例を示す。図８（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は（ａ）におけるＢ部の拡大図である。図中３１は加湿器、３２、３３は側板、３４は上側固定用蓋、３５は下側固定用蓋、３６は給水口、３７は内部入水路、３８は加湿エレメント、３９はスペーサである。この加湿器３１では、側板３２、３３と上下固定用蓋３４、３５で構成される枠体内に、複数の加湿エレメント３８がそれぞれスペーサ３９を介して平行配置されている。このような枠体の使用は、機械的強度が得やすく、三次元構造布帛を用いた加湿用シートの厚み方向への膨張を抑止し、加湿エレメントの破損を効果的に防止する。また、加湿エレメント全体の機械的強度の設計を容易にする。
【００３９】
また、本発明の加湿エレメントを長尺状のものとし、スペーサを用いて一定の通風のための間隔をあけて渦巻状に巻成したり、プリーツ状に折り畳んだりして加湿ユニットとすることもできる。
【００４０】
【実施例】
次に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明する。
【００４１】
実施例１
高分子多孔質膜（延伸多孔質ＰＴＦＥ、厚さ約３０μｍ、平均孔径約０．２μｍ、空孔率８５％）の片面に、グラビアパターンロール（開孔率８０％に設定）を用いてウレタン系接着剤を塗布し、この面に加湿用水保持層として三次元構造布帛（直径０．３ｍｍのポリエステルモノフィラメントで編成、厚さ１．５ｍｍ）を重ね合わせ、圧力０．５ｋｇ／ｃｍ2、速度３０ｍ／分の条件でロール圧着を行った。その後、三次元構造布帛の他の面にも同じ方法、条件で、高分子多孔質膜を圧着して三層膜を作成した。この三層膜を幅８５ｍｍ、長さ２５０ｍｍの寸法にカットして、矩形状シートを得た。その後、この矩形状シートの周囲を金型を用いて熱融着し、さらに該シートの片側短辺より１８ｍｍの位置でかつ幅方向の中央の点を中心にして直径１０ｍｍの孔をあけ、膜内部の注水口とした試験サンプルを作成した。
【００４２】
比較例１
実施例１において三次元構造布帛の代わりに二次元織物（ポリエステル、平織り、厚さ１．５ｍｍ、目付２０ｇ／ｍ2）を用いた以外は同様にして試験サンプルを作成した。
【００４３】
比較例２
実施例１において三次元構造布帛の代わりにアクリル不織布（厚さ１．５ｍｍ、目付２５ｇ／ｍ2）を用いた以外は同様にして試験サンプルを作成した。
【００４４】
上記で作成した各試験サンプルを使用してＡ）入水試験及びＢ）汚れ耐久試験を行った。
Ａ）入水試験
試験サンプルに注水口より水圧０．０３ｋｇ／ｃｍ2で注水し、膜内部に水が充満するまでの時間を調べた。その結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
2000274754.tif 000002
【００４６】
表１より、加湿用水保持層材料の入水性能に関し三次元構造布帛が最適であることがわかる。
【００４７】
Ｂ）汚れ耐久試験
試験サンプルを６０℃、湿度５％以下の恒温槽内に固定し、注水口より純水に３５ｐｐｍ濃度でＦｅ2Ｏ3（赤錆）を加えた試験水を連続的に注水し、水が注水口と対向する側の短辺より１０ｍｍの位置まで到達しなくなったときの時間を外観より調べ、通路閉塞時間とした。その結果を表２に示す。
【００４８】
【表２】
2000274754.tif 000003
【００４９】
表２より、加湿用水保持層材料の汚れ耐久性能に関し三次元構造布帛が最適であることがわかる。
【００５０】
実施例２
高分子多孔質膜（延伸多孔質ＰＴＦＥ、厚さ約３０μｍ、平均孔径約０．２μｍ、空孔率８５％）の片面に、グラビアパターンロール（開孔率８０％に設定）を用いてウレタン系接着剤を塗布し、この面に加湿用水保持層として親水処理を施した三次元構造布帛（直径０．３ｍｍのポリエステルモノフィラメントで編成、厚さ１．５ｍｍ）を重ね合わせ、圧力０．５ｋｇ／ｃｍ2、速度３０ｍ／分の条件でロール圧着を行った。その後、三次元構造布帛の他の面にも同じ方法、条件で、高分子多孔質膜を圧着して三層膜を作成した。なお、親水処理は、ポリウレタン樹脂系の親水処理剤「ポリゾール（日華化学社の商品名」の３重量％水溶液中に、三次元構造布帛を６０ｍ／分の速度で２秒間通過させ、その後熱風乾燥することにより行った。三次元構造布帛に対するウレタン樹脂の付着量は０．０５ｇ／ｍ2であり、水に対する接触角は１０°であった。この三層膜を幅８５ｍｍ、長さ２７０ｍｍの寸法にカットして、矩形状シートを得た。その後、この矩形状シートの周囲を金型を用いて熱融着し、さらに該シートの片側短辺より２０ｍｍの位置でかつ幅方向の中央の点を中心にして直径１０ｍｍの孔をあけ、膜内部の注水口とした試験サンプルを作成した。
【００５１】
実施例３
実施例２において、親水処理を施した三次元構造布帛の代わりに親水処理を施さない三次元構造布帛を用いた以外は同様にして試験サンプルを作成した。
【００５２】
上記で作成したサンプルを使用して図９の評価装置により経時による加湿性能の低下率の測定を行った。実施例２の試験サンプルと実施例３の試験サンプルを並列においた２台の評価装置にそれぞれセットした。試験サンプルに注水された水の量を積算流量計で測定して各経過時間の加湿量を求め、スタート時の加湿量と比較して、加湿性能低下率を測定した。その結果を表３に示す。なお、運転時の一次側空気条件は下記のように設定した。
一次側空気条件
温度：  ２２℃
湿度：  ３０％
風量：  ２５０ｍ3／ｈ
【００５３】
【表３】
2000274754.tif 000004
【００５４】
表３から明らかなように、親水処理を施した三次元構造布帛を使用した実施例２の試験サンプルは、親水処理を施していない三次元構造布帛を使用した実施例３の試験サンプルに比べて加湿性能低下率が大幅に低減されることがわかる。
【００５５】
実施例４
実施例２において、親水処理剤として、テトラフルオロエチレン／ビニルアルコール共重合体（共重合モル比＝１／４）（テトラフルオロエチレン／ビニルアセテート共重合体のケン化物；ケン化度１００％：フッ素含量２７重量％；水酸基含量１４．５ミリモル／ｇ、水酸基当量＝６９ｇ／モル）の１重量％メタノール溶液を用いた以外は同様にして試験サンプルを作成した。なお、三次元構造布帛に対する上記共重合体樹脂の付着量は０．０１ｇ／ｍ2であり、水に対する接触角は５°であった。この試験サンプルについて、実施例２の試験サンプルで行ったのと同様な加湿性能低下率の測定を行った。その結果を表４に示す。
【００５６】
【表４】
2000274754.tif 000005
【００５７】
表４から明らかなように、親水処理を施した実施例４の試験サンプルは親水処理を施していない実施例３の試験サンプルに比べて、加湿性能低下率が大幅に低減されることがわかる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の加湿用シート及び加湿エレメントは、前記構成としたので、加湿器に使用した場合、加湿用水を供給しても、シートの膨れが生じないため、通風路が狭くなって、加湿効率が低下したり、加湿する空気の圧力損失が増大したりすることがない。また、単位容積当たりの加湿面積が増大した、コンパクトで品質の安定した加湿器を得ることが可能となる。また、補強材を使用しないで加湿器を構成することも可能となるため、簡素な構造の加湿器を提供することができる。さらに、加湿用水保持層に三次元構造布帛を用いているため、注水された低圧力の水が加湿用シート内部の各部分に短時間で移動することができる上、加湿用水中の異物や不純物による加湿用水保持層の目詰まり、閉塞が起きない。さらに好ましい態様では、三次元構造布帛を親水処理しているため、加湿用水中の異物や不純物が透湿膜表面へ付着することも防止される。従って、長期安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の加湿エレメントの断面図である。
【図２】従来の加湿ユニットの概略斜視図である。
【図３】本発明による加湿用シートの基本的構成を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明による加湿エレメントの基本的構成を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明による加湿エレメントの一構成例を示す平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本発明による加湿ユニットの構成図である。
【図８】図７の加湿ユニットを用いた加湿器の構成例を示す図である。
【図９】加湿性能低下率測定に使用した評価装置の概念図である。
【符号の説明】
１  透過用水保持層      ２Ａ、２Ｂ  透湿膜
４  閉じられた周縁部    １１  加湿エレメント
１２  貫通孔            １３  側壁
１４  三次元構造布帛    １５Ａ、１５Ｂ  透湿膜
２１  加湿エレメント    ２２  スペーサ
２３  貫通孔            ３１  加湿器
３２、３３  側板        ３４  上側固定用蓋
３５  下側固定用蓋      ３６  給水口
３７  内部入水路        ３８  加湿エレメント
３９  スペーサ